{"id":78589,"date":"2024-01-14T13:17:27","date_gmt":"2024-01-14T13:17:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/halbleiterfertigung-wie-halbleiter-hergestellt-werden\/"},"modified":"2024-01-14T16:38:50","modified_gmt":"2024-01-14T16:38:50","slug":"halbleiterfertigung-wie-halbleiter-hergestellt-werden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/halbleiterfertigung-wie-halbleiter-hergestellt-werden\/","title":{"rendered":"Halbleiterfertigung | Wie Halbleiter hergestellt werden"},"content":{"rendered":"

Halbleiterfertigung und Eigenschaften von Halbleitern<\/h2>\n

Halbleiter sind anorganische oder organische Materialien, die ihre Leitf\u00e4higkeit durch chemische Struktur, Temperatur, Beleuchtung und das Vorhandensein von Dotierstoffen steuern k\u00f6nnen. Der Name Halbleiter stammt von ihrer elektrischen Leitf\u00e4higkeit, die zwischen einem Metall, wie Kupfer oder Gold, und einem Isolator, wie Glas, liegt. Sie haben eine Energiel\u00fccke von weniger als 4eV (etwa 1eV). In der Festk\u00f6rperphysik ist diese Energiel\u00fccke oder Bandl\u00fccke ein Energiebereich zwischen dem Valenzband und dem Leitungsband, in dem Elektronenzust\u00e4nde verboten sind. Im Gegensatz zu Leitern m\u00fcssen Elektronen in Halbleitern Energie aufnehmen (z.B. durch ionisierende Strahlung), um die Bandl\u00fccke zu \u00fcberqueren und das Leitungsband zu erreichen. Die Eigenschaften von Halbleitern werden durch den Energieabstand zwischen Valenz- und Leitungsband bestimmt.<\/p>\n

Schritte der Halbleiterfertigung<\/h2>\n
    \n
  1. Kristallwachstum:<\/strong> Der erste Schritt in der Halbleiterfertigung ist das Wachstum eines reinen Siliziumkristalls, der als Substrat f\u00fcr den Rest des Prozesses dient.<\/li>\n
  2. Wafer-Vorbereitung:<\/strong> Nach dem Kristallwachstum wird dieser in d\u00fcnne Wafer geschnitten, die anschlie\u00dfend poliert werden, um Oberfl\u00e4chendefekte oder Verunreinigungen zu entfernen.<\/li>\n
  3. Photoresist-Beschichtung:<\/strong> Eine d\u00fcnne Schicht Photoresist-Material wird auf die Oberfl\u00e4che des Wafers aufgetragen.<\/li>\n
  4. Photomaskierung:<\/strong> Eine Photomaske wird \u00fcber den Wafer gelegt, und die gesamte Anordnung wird ultraviolettem Licht ausgesetzt. Das Photoresist-Material reagiert auf das Licht und erzeugt ein Muster auf der Oberfl\u00e4che des Wafers.<\/li>\n
  5. \u00c4tzen:<\/strong> Der Wafer wird mit einer chemischen L\u00f6sung oder Plasma ge\u00e4tzt, wodurch das Siliziummaterial an den nicht durch Photoresist gesch\u00fctzten Stellen entfernt wird.<\/li>\n
  6. Ionimplantation:<\/strong> Ionen werden in die freigelegten Bereiche des Wafers implantiert, um dessen elektrische Eigenschaften zu ver\u00e4ndern.<\/li>\n
  7. Thermische Verarbeitung:<\/strong> Der Wafer wird in einem Ofen erhitzt, um die implantierten Ionen zu aktivieren und die Siliziumkristallstruktur zu gl\u00fchen.<\/li>\n
  8. Abscheidung:<\/strong> Schichten von D\u00fcnnfilmmaterialien werden mittels chemischer Gasphasenabscheidung oder anderer Methoden auf den Wafer aufgetragen.<\/li>\n
  9. Photolithographie:<\/strong> Das Photoresist wird entfernt, und der Wafer wird mit einer neuen Schicht Photoresist beschichtet. Dieser Prozess wird wiederholt, um zus\u00e4tzliche Schichten von gemusterten Materialien auf den Wafer aufzubringen.<\/li>\n
  10. Zuschneiden und Verpacken:<\/strong> Sind alle Schichten fertig, wird der Wafer in einzelne Chips geschnitten und f\u00fcr die Verwendung in elektronischen Ger\u00e4ten verpackt.<\/li>\n<\/ol>\n

    Der gesamte Prozess der Halbleiterfertigung ist hochautomatisiert und pr\u00e4zise, wobei viele der Schritte hunderte oder tausende Male wiederholt werden, um einen einzelnen Chip herzustellen.<\/p>\n

    Arten von Halbleitern<\/h2>\n

    Halbleiter k\u00f6nnen basierend auf ihren elektronischen Eigenschaften in zwei grundlegende Typen eingeteilt werden:<\/p>\n